Beeinflusst die Rotation der Erde die Flugzeit von Flugzeugen dramatisch?

Während des Fluges müssen Sie aufstehen, um die Toilette zu benutzen. Es gibt eine 10 Reihen vor Ihnen und weitere 10 Reihen hinter Ihnen. Dauert es länger, zu dem zu gehen, der sich mit 600 mph von Ihnen wegbewegt, als zu dem, der sich mit 600 mph auf Sie zubewegt?

Nein, denn Sie bewegen sich mit 600 Meilen pro Stunde mit – im bodengestützten Bezugsrahmen. Im Bezugssystem des Flugzeugs ist alles stationär.

Ebenso bewegt sich das Flugzeug bereits vor dem Start mit der Erdoberfläche mit. Die Rotation der Erde hat keinen direkten signifikanten Einfluss auf die Flugzeiten in beide Richtungen.

Das ist eine Annäherung erster Ordnung. Wie andere bereits gesagt haben, können Coriolis-Effekte erheblich sein, da die Erdoberfläche (fast) kugelförmig ist und sich dreht, anstatt sich linear zu bewegen. Aber vorherrschende Winde (die selbst durch Coriolis und andere Effekte verursacht werden) sind wichtiger als jeder direkte Coriolis-Effekt auf das Flugzeug.

Wenn ein Flugzeug in eine beliebige Richtung startet, erhält seine Geschwindigkeit in Bezug auf einen beliebigen Referenzrahmen automatisch den Beitrag von der sich bewegenden Erdoberfläche.

Entsprechend kann man die ganze Situation aus der Sicht der Erdoberfläche betrachten und dann ist die Erdrotation unsichtbar und kann die Geschwindigkeit und den Zeitpunkt der Flüge aufgrund des Relativitätsprinzips nicht beeinflussen. In dieser idealisierten Beschreibung gibt es keinen Unterschied. Diese Schlussfolgerung wäre richtig, wenn wir die Atmosphäre vernachlässigen würden, hauptsächlich für zB die Raketen, die die meiste Zeit außerhalb der Atmosphäre verbringen.

Allerdings existiert die Atmosphäre und sie hat Winde - deren Durchschnittsgeschwindigkeit letztendlich auch von der Erdrotation abhängt, aber die Abhängigkeit ist indirekt. In gemäßigten Zonen dominieren die Westwinde – Winde aus dem Westen

http://en.wikipedia.org/wiki/Westerlies

und da das Flugzeug in der Atmosphäre fliegt und relativ zur Luftmasse eine bestimmte Geschwindigkeit erreichen möchte, ist klar, dass die Geschwindigkeit der Westwinde Ihnen hilft, schneller zu werden, wenn Sie aus dem Westen fliegen, und Sie verlangsamt, wenn Sie nach Westen fliegen der Westen. Deshalb sind Flüge von Amerika nach Europa (oder von Sydney nach Kalifornien) etwa 1 Stunde schneller als die umgekehrten Flüge.

Die Erdrotation verursacht zwei Wirkungen: Zentrifugalkraft und Corioliskraft.

Die Wirkung der Zentrifugalkraft wird dadurch genau ausgeglichen, dass die Erde nicht kugelförmig ist (sie wölbt sich am Äquator). Die gesamte Erdoberfläche ist bezüglich "Schwerkraft plus Zentrifugalkraft" eine Isopotentialfläche. Die alles nach unten ziehende Kraft, die man träge „Schwerkraft“ nennt, ist auf der Erde eigentlich „Schwerkraft plus Zentrifugalkraft“. Es gibt keine anderen besonderen oder überraschenden Auswirkungen der Zentrifugalkraft auf der Erde. Die Dinge werden in Richtung Boden gezogen, wie wir es intuitiv erwarten. [Update – Wie in den Kommentaren erwähnt, ist die Schwerkraft am Äquator schwächer, aber nur um einen Bruchteil eines Prozents; Ich bezweifle, dass dies die Flugzeuggeschwindigkeit messbar beeinflusst.]

Die Coriolis-Kraft hat einen sehr wichtigen und sehr indirekten Einfluss auf den Flugverkehr, da sie Winde, Wetter und insbesondere die Richtung des Jetstreams verändert. (Siehe Lubošs Antwort.) Die direkten Auswirkungen auf das Flugzeug sind vernachlässigbar klein. Das Flugzeug erfährt eine Kraft, die es nach rechts drückt (in der nördlichen Hemisphäre), etwa 300-mal schwächer als die Schwerkraft oder mehr (wenn ich richtig gerechnet habe). Der Pilot steuert zum Ausgleich ganz leicht nach links, vielleicht nicht einmal bewusst.

In Wirklichkeit ist der größte Effekt auf Winde zurückzuführen (wie Luboš betont). In der Frage wurde jedoch ausdrücklich darum gebeten, den Wind zu ignorieren. Ich gehe also von einer Atmosphäre aus, die sich mit der Erde dreht. In diesem Fall gibt es zwei Effekte. Aber ich würde mich nicht wundern, wenn die Auswirkungen sehr gering sind.

Corriolis: Am ausgeprägtesten beim Fliegen von einem Pol zum Äquator. Während dieses Fluges muss das Flugzeug die zusätzlichen 1000 Meilen/Stunde aufbauen, die sich die Erde am Äquator bewegt. Anders ausgedrückt: Der Flugzeugantrieb muss die Corriolis-Pseudokräfte kompensieren.

Zentrifugal: Die Tatsache, dass die Erde gekrümmt ist, bedeutet auch, dass das Flugzeug seine Geschwindigkeit vertikal ändern muss. Die Schwerkraft hilft dem Flugzeug jedoch tatsächlich. Anders ausgedrückt: Aufgrund der Erdrotation ist die Gravitation etwas geringer, als wenn sich die Erde nicht drehen würde. Das Flugzeug muss also weniger Auftrieb erzeugen.

Aber es gibt keinen Unterschied, ob man nach Westen oder Osten fliegt.